JPH0564786A - 純水製造方法 - Google Patents

純水製造方法

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JPH0564786A
JPH0564786A JP3226243A JP22624391A JPH0564786A JP H0564786 A JPH0564786 A JP H0564786A JP 3226243 A JP3226243 A JP 3226243A JP 22624391 A JP22624391 A JP 22624391A JP H0564786 A JPH0564786 A JP H0564786A
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JP
Japan
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chamber
pure water
ion exchange
exchange resin
silica
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JP3226243A
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English (en)
Inventor
Hajime Uchino
肇 内野
Fujio Koide
富士夫 小出
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Nippon Rensui Co
Original Assignee
Nippon Rensui Co
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    • Y02A20/124Water desalination

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気透析装置を用い、シリカを含有する処理
水を効率良く処理して純水を製造する方法を提供する。 【構成】 陰極室と陽極室の間に複数のイオン交換膜で
仕切られた脱塩室と濃縮室が交互に設けられ脱塩室には
イオン交換樹脂の混合床が収容されている電気透析装置
を用い、イオン交換膜の有効膜面積当りの電流密度20
mA/dm2 以上の直流電流を印加して電気透析を行う
純水の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は純水の製造方法に関し、
さらに詳しくは、イオン交換樹脂とイオン交換膜を組合
わせて純水を製造する電気再生式の純水製造装置による
純水製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】純水を製造する方法として再生されたイ
オン交換樹脂床に被処理水を通水して純水を得、不純物
を吸着してイオン交換能力の減退したイオン交換樹脂床
は酸やアルカリの再生剤を用いて再生した後、再び利用
するイオン交換樹脂法が広く利用されている。
【0003】しかしながら、この方法では、イオン交換
樹脂の再生に多量の酸及びアルカリを用いるため、再生
操作が煩雑となるばかりか多量の酸性及びアルカリ性の
再生廃液が排出される欠点がある。そのため、再生剤を
用いない純水製造方法が要望されており、近年、イオン
交換樹脂とイオン交換膜を組合わせて純水を製造する電
気再生式純水製造方法が注目されている。この方法は複
数の陰イオン交換膜と陽イオン交換膜とが交互に配列組
み込まれた電気透析装置の脱塩室に陰イオン交換樹脂と
陽イオン交換樹脂の混合体を収容し被処理水を通水しつ
つ電流を印加して電気透析を行うことにより純水を製造
する方法である。しかし、この方法に於いても次のよう
な問題がある。即ち、シリカを含有する被処理水を長時
間通水を続けるうちにシリカの除去率が徐々に低下して
いくという欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解決し、電気再生式の純水製造装置による純水製
造方法において、シリカの除去率を低下させることなく
純水を製造する方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは電気再生式
純水製造装置による純水製造方法に於いて、シリカを含
有する被処理水を通液した際のシリカの除去率低下の要
因について種々検討を重ねた結果、電気透析装置の運転
条件を特定の条件にすれば、シリカの除去率を低下させ
ることなく純水を製造することができることを見い出
し、本発明を完成するに至った。
【0006】即ち、本発明の純水製造方法は、陰極を備
えた陰極室と陽極を備えた陽極室の間に複数の陽イオン
交換膜及び陰イオン交換膜とを交互に配列し、膜と膜と
の間に脱塩室と濃縮室が交互に設けられた電気透析装置
において脱塩室は再生形の強酸性陽イオン交換樹脂と再
生形の強塩基性陰イオン交換樹脂との混合床からなり、
該脱塩室にシリカを含有する被処理水を通液しながら電
気透析を行う純水の製造方法において、イオン交換膜の
有効膜面積当たりの電流密度を20mA/dm 2 以上と
する直流電流を印加することを特徴とする純水製造方法
である。
【0007】本発明について更に詳細に説明すれば、本
発明方法に於て採用される純水製造装置は、イオン交換
樹脂とイオン交換膜とを組み合わせて純水を製造する公
知の装置であって、脱塩室のイオン交換樹脂は、再生形
の強酸性陽イオン交換樹脂と再生形の強塩基性陰イオン
交換樹脂との混合床から成っている。図1は本発明方法
が実施される純水製造装置における電気透析装置の縦断
面略図であり、本発明方法を図1に従って、更に詳細に
説明する。
【0008】電気透析装置は陽極板1を収容した陽極室
3及び陰極板2を収容した陰極室4との間に交互に配列
された複数の陰イオン交換膜5と陽イオン交換膜6とで
形成された脱塩室7及び濃縮室8とにより構成されてい
る。脱塩室7には再生形の強酸性陽イオン交換樹脂及び
再生形の強塩基性陰イオン交換樹脂からなる混合イオン
交換樹脂が収容される。
【0009】上記のように構成された電気透析装置の脱
塩室7及び濃縮室8に被処理水を流通させながら、直流
電流を印加すると脱塩室7では被処理水中の不純物イオ
ンは、一旦交換樹脂により吸着除去され、次に電気的推
進力によりイオン交換樹脂から脱離されイオン交換膜を
通過して、いわゆる電気透析され、濃縮室8に移動し、
濃縮室8より被処理水に同伴され濃縮水として流出され
る。一方、不純物イオンが除去された被処理水は純水と
して脱塩室7より流出する。
【0010】その際、脱塩室7に収容されるイオン交換
樹脂としては、再生形の強酸性陽イオン交換樹脂と再生
形の強塩基性陰イオン交換樹脂が採用されるが、強酸性
イオン交換樹脂としては、アンバーライトIR−12
0,IR−122,IR−124、ディオライトC−2
0、イマックC−16P(以上、商品名,ロームアンド
ハース(株)製)、ダイヤイオンSKシリーズ(商品
名,三菱化成(株)製)等があり、強塩基性陰イオン交
換樹脂としては、アンバーライトIR−410,IRA
−910、ディオライトA−102D,A−162、イ
マックS5−42(以上、商品名,ロームアンドハース
(株)製)、ダイヤイオンSA20A,PA400番台
(以上、商品名,三菱化成(株)製)等がある。これら
の樹脂はいわゆるゲル型でもポーラス型の樹脂のいずれ
でも使用出来る。
【0011】上述のイオン交換樹脂を従来の方法で夫々
再生形にした後、イオン交換容量比で強酸性陽イオン交
換樹脂:強塩基性陰イオン交換樹脂=1:2〜2:1の
範囲で均一に混合し、それらを電気透析装置の脱塩室7
に収容する。従来の電気再生式純水製造方法に於いては
シリカ除去率を安定させ維持することが出来ない欠点を
有している。これは、従来の運転条件では、シリカは完
全にイオン化していないこと、シリカに与える電気的推
進力が小さく、そのため移動速度が遅く、シリカがイオ
ン交換膜を完全に透過しないためである。
【0012】即ち、脱塩室に入ったシリカは一旦は樹脂
に吸着されるが、樹脂に吸着されたシリカは完全にイオ
ン化していないため、直流電流による電気的推進力を加
えたとしても、一部のシリカしか脱離せず、しかも脱離
したシリカの移動速度は小さいので、イオン交換膜を透
過しにくく濃縮室に透析される前に処理水に同伴され流
出されるためであろうと推測される。
【0013】本発明者らはシリカ除去率を保持させる方
法に関し、電気透析装置内におけるシリカの挙動につい
て種々検討を重ねた結果、電気再生式純水製造方法に於
いて、有効膜面積当りの電流密度を20mA/dm2
上とする直流電流を印加すると電気的推進力によりシリ
カの移動速度が急激に増加するとともに、Na,Clイ
オン等の不純物イオンの挙動も活発化され、中性攪乱域
も増加する。すなわち、特定の条件による電気的推進力
の付加により樹脂からの不純物イオンの脱離も加速され
ることになり、Na,Clイオン等は、すばやく濃縮室
に移動するとともに、シリカは不純物イオンの脱離した
樹脂に一旦吸着された後、イオン交換膜を透過しやすい
イオン化したシリカとなり濃縮室に移動しシリカの除去
率が低下しない事を見出した。
【0014】即ち、電流密度を20mA/dm2 以上、
好ましくは、30−60mA/dm 2 となるように直流
電流を印加すると、脱塩室内には中性攪乱域が増加し、
いわゆる電気透析による再生域の増加により、樹脂の不
純物イオンの脱離も活発化され、また、脱塩室内及びイ
オン交換膜内でのシリカ移動速度も増加するためNa,
Cl等が除去された後にシリカも吸着除去され、ついで
濃縮室に透析されるものである。
【0015】また、中性攪乱域の増加により、イオン交
換膜の境膜付近ではアルカリ性域が増加するため、従来
除去することが困難であった炭酸イオンも併せて除去で
きるものである。ここで、通水する被処理水は通常のシ
リカ含有水であって、その濃度は特に限定されるもので
はないが、RO等の前処理により被処理水中のシリカの
濃度を10mg/l付近にしておくと装置規模、運転費用
等の面から効果的である。
【0016】本発明方法は、陰極と陽極の電極間に陽イ
オン交換膜と陰イオン交換膜が交互に配列された構造の
公知の電気透析装置に於いて特に制限されることなく採
用される。その代表的なものは、陰極及び陽極間に陽イ
オン交換膜と陰イオン交換膜をそれぞれ室枠を介して交
互に配列し、これら両イオン交換膜と室枠によって脱塩
室と濃縮室とを形成させた構造よりなるフィルタープレ
ス型やユニットセル型等の電気透析装置である。
【0017】かかる電気透析装置に用いる膜数あるいは
脱塩室及び濃縮室の数は、被処理水の塩量、シリカ濃度
及び処理量等により適宜選択される。
【0018】
【実施例】以下実施例により本発明を更に具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例によって何等限定される
ものではない。 実施例1 図1に示すような構造を有する電気透析装置を用いて純
水の製造を行った。
【0019】脱塩室は3室、濃縮室は2室であって、各
脱塩室は縦390mm、横130mm、幅8mmであり、各濃
縮室は縦390mm、横130mm、幅2mmであって、有効
膜面積は5.07dm2 である。その各脱塩室には再生
形の強酸性陽イオン交換樹脂ダイヤイオンSK1B(商
品名,三菱化成(株)製)160mlと再生形の強塩基性
陰イオン交換樹脂ダイヤイオンPA418(商品名,三
菱化成(株)製)246mlを均一の混合状態にして収容
し、各濃縮室には何も充填しなかった。
【0020】また、陰イオン交換膜・陽イオン交換膜は
セレミオン膜(商品名,旭硝子(株)製)を使用した。
下表1に示す水質を有する被処理水を上記電気透析装置
の脱塩室に36リットル/Hr、濃縮室に20リットル
/hrで通水し、濃縮室からの流出水は電極室に通水す
ると同時に電極室の電極板に直流電流を印加し、印加す
る直流電流を変化させた。
【0021】各印加電流条件で通液時間1000時間後
の脱塩室より流出する処理水のシリカ濃度を測定し、シ
リカの除去率と電流密度の関係を測定した。シリカの分
析は、モリブデン青法(JISK0101)によった。
その結果は図2に示したとうりであった。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】上記の如く、本発明方法によれば、電気
再生式純水製造装置におけるシリカの除去率低下という
欠点を解決し、高純度の純水を安定して供給することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電気透析装置の縦断面略図。
【図2】実施例に於ける電流密度とシリカの除去率の相
関図である。横軸は電流密度(mA/d−m2 )、縦軸
はシリカ除去率(%)を表す。
【符号の説明】
1 陽極板 2 陰極板 3 陽極室 4 陰極室 5 陰イオン交換膜 6 陽イオン交換膜 7 脱塩室 8 濃縮室

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陰極を備えた陰極室と陽極を備えた陽極
    室の間に複数の陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を交
    互に配列し、膜と膜との間に脱塩室と濃縮室が交互に設
    けられた電気透析装置において、脱塩室は再生型の強酸
    性陽イオン交換樹脂と再生型の強塩基性陰イオン交換樹
    脂との混合床から成り、該脱塩室にシリカを含有する被
    処理水を通液しながら電気透析を行う純水の製造方法に
    おいて、イオン交換膜の有効膜面積当りの電流密度を2
    0mA/dm2 以上とする直流電流を印加することを特
    徴とする純水製造方法。
JP3226243A 1991-09-05 1991-09-05 純水製造方法 Pending JPH0564786A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002011478A (ja) * 2000-06-30 2002-01-15 Kurita Water Ind Ltd 電気脱イオン装置の運転方法
CN103880118A (zh) * 2014-03-13 2014-06-25 亿丰洁净科技江苏股份有限公司 一种实验室废水处理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002011478A (ja) * 2000-06-30 2002-01-15 Kurita Water Ind Ltd 電気脱イオン装置の運転方法
JP4660890B2 (ja) * 2000-06-30 2011-03-30 栗田工業株式会社 電気脱イオン装置の運転方法
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